Clasificación de Sistemas Materiales: Mezclas, Disoluciones y Sustancias Puras
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Sistemas Materiales: Clasificación y Propiedades
Los sistemas materiales se clasifican según su composición y apariencia:
- Sistemas materiales homogéneos: No pueden distinguirse partes diferenciadas ni siquiera con un microscopio.
- Sistemas materiales heterogéneos: Pueden distinguirse partes diferenciadas, a simple vista o bien al microscopio.
Mezclas Heterogéneas
Una mezcla heterogénea es un sistema material heterogéneo formado por varias sustancias.
Las suspensiones son un tipo especial de mezclas heterogéneas formadas por un sólido disperso en un líquido, al que se denomina fase dispersante.
Propiedades y métodos de separación
Las propiedades principales son el estado de agregación, la densidad y la solubilidad. Los métodos de separación incluyen:
- Filtración: Un tamiz separa un sólido de un líquido.
- Sedimentación: La gravedad separa componentes de distinta densidad.
- Centrifugación: Mediante rotación se aumenta la velocidad de separación de componentes de distinta densidad.
- Disolución selectiva: Permite separar componentes solubles en un líquido de otros insolubles.
Mezclas Homogéneas (Disoluciones)
Un sistema material homogéneo formado por la mezcla de dos o más componentes se denomina disolución o mezcla homogénea.
- Disolvente: Es el componente mayoritario en la disolución.
- Soluto: Es el componente minoritario.
Concentración de las disoluciones
La concentración se define como: Concentración = cantidad de soluto / cantidad de disolución.
- Diluida: La cantidad de soluto en relación con la del disolvente es pequeña.
- Concentrada: La cantidad de soluto en relación con la del disolvente es alta.
- Saturada: El soluto está en la máxima proporción posible.
Cálculos de concentración
% en peso: (ms / mD) x 100 (donde mD = ms + md)
% en volumen: (vs / vD) x 100
Sustancias Puras
Una sustancia pura es un material homogéneo formado por un solo componente. Presentan temperaturas de ebullición y fusión determinadas, aunque sus valores pueden variar según la composición.
Clasificación de sustancias puras
- Compuestos: Si pueden descomponerse en otras sustancias puras mediante la acción del calor o por el paso de la corriente eléctrica.
- Elementos: Si no pueden descomponerse en otras sustancias puras por ningún método.
Métodos de separación para disoluciones
- Evaporación: Para separar un sólido disuelto en un líquido.
- Destilación: Para separar un líquido disuelto en otro líquido.
- Disolución selectiva o destilación: Para separar una mezcla de gases.
La destilación consta de dos etapas: licuación y destilación fraccionada.
Solubilidad
La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en una cierta cantidad de disolvente a una temperatura determinada. La solubilidad de un sólido en agua aumenta con la temperatura, mientras que la de los gases en agua disminuye con la temperatura.